Термостойкое стекло Советский патент 1981 года по МПК C03C3/08 

(54) ТЕРМОСТОЙКОЕ СТЕКЛО

Изобретение относится к технологии стекла, в частности к составам стекол, используемых в качестве термостойких материалов для конструк ционной оптики или в качестве смотровых окон и термоэкранов в химической, металлургической и других отраслях промышленности. Известно термостойкое стекло, содержащее, вес.%: SiOj40-50 All Оэ18-28 LajOs 10-26 CdO0,3- 8 SnO0,3- 6 2nO0,3-6 1. Стекло этого состава варят при температуре 1550-1620°С. Оно имеет а (30-50 10-град температура деформации без нагрузки составляет 1030-ШбО С. Эксперимеитальная проверка показала, что состав, содержащий,, вес.%: SiOj 50; АЬОз 18; 20,5; CdO 8,0; ZnO 1,5; SnO 2,0, характеризуется низкой сопротивляемостью тепловым воздействиям ( в интервале температур С V 0,5 4050 мня). Наиболее близким по составу к изо тению является стекло, включающее, вес.%: SiOj 45- 55; АЬОз 15-25; LajOj 3-25; ВаО 5-30 2J. Недостатком стекла является иедостатотао высокая сопротивляемости тепловым воздействмм (в интервале t - 500-600°С), Цель изобретения - повьпиение устойчивости к релаксации напряжений при температуре около . Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее SiOi, АЬОз, LsjOs, ВаО или МдО дополнителыю содержит BjOj пря следующем соотнощенви компонентов, вес.%: StOj 45-50 АЬОэ16-24 LajOj25-30 ВаО или МдО0,5 -2.5. BiOj,2-5,5 Для улучщения технологических свойств (при удовлетворительиом а и Т н д.) стекло дополнительно может содержать в количестве 0,1-3 вес.%. Стекло отличается от известных присутствием BjOa, введение небольшого количества которого (до 5,5 вес.%)

В стекло данной системы является необходимым, так как приводит к повышению сопротивляемости стекла тепловым воздействиям что, по-видимому, обусловлено увеличением степени связанности каркаса стекла. При содержании ВаОз более 5,5 вес.% аномально снижается температура на4ала деформации, поэтому указанные пределы содержания BjOj являются оптимальными, Небольише добавки МдО или ВаО стабилизируют устойчивость стекла к релаксации напряжений. Результатом совместного действия вводимых компонентов является повышение времени полурелаксации внутренних напряжений в стекле.

Кроме этого, указанные добавки способствуют улучшению технологических свойств. Но при содержании МдО шш ВаО более 2,5 вес.% резко увеличивается козффициент термического расишрения и уменьшается температура начала деформации, что является нежелательньгм для термостойких стекол.

Стекло заявляемого состава имеет высокие Т н. д. и Тд, низкий а, хорошую устойчивость к релаксационным явлениям. Конкретные примеры предлагаемого термостойкого стекла приведены в таблице.

Для синтеза стекла используют следующие сырьевые материалы: кварцевый песок (содержащее SrO2 99%), глинозем, окись лантана (предварительно прокаленную при 600-700 С в течение 1 час), борную кислоту, окирь магния, углекислый барий, окись сурьмы (марок Ч и, ЧДА) Варку стекол проводят в корундовых тиглях емкостью 0,5 л в газовой печи при температуре 1550-1620 С в течение

Составы стекол, вес.%

ЗЮгТАЬОзТ LajOsT TT MgOlBaOfsbjOs °

L-I-I-1 1Л

45,024,026,83,7-0,5

48,618,127,25,50,5- 0,1

50,016,030,02,81,249,817,425,12,22,5- 3,0

48,322,225,02,0-2,5 Экономический эффект от внедрения данно 1О предложения получают путем увеличения

2-4 час. Стекло отливают на металлическую плиту в вид/i дисков, пластин и палочек. От жиг тфоводят при температуре 800-850 С в течение двух часов. Стекло отличается хорошими варочными и выработочными свойствами, не кристаллизуется в процессе выработки. Вьфаботка стекла возможна всеми известными методами стекольной технологии. Процесс получения термостойкого стекла

данного вида включает плавление шихты; выработку стекла; охлаждение его до комнатной температуры или отжиг изделий в течение 2 ч при температуре 800-850° С; жидкостная закалка стекла.

Свойства стекла (а, Т н.д., Тд) определяют -методом кварцевого дилатометра; закалку проводят нагревом образцов стекла до 900- 1100° С с вьщержкой при зтих температурах 1-3 и резким охлаждением образцов в полиорганосилоксановых жидкостях. Закаленные образцы стекла выдерживают определенное время в изотермических условиях (с точностью tlO), а затем охлаждают их на воздухе. Измерение внутренних напряжений производят на полярископе-поляриметре. Показатель преломления стекол определяют иммерсионным методом, плотность - пикнометрическим методом, химическую стойкость к воде измеряли методом порошка. Стекло обладает высоким показателем-преломления (1,609-1,612), химической стойкостью к воде 99,92-99,96%. плотностью 3,00-3,15 г/см.

Составы стекол и их свойства показаны

в таблице.

82822

76034

88625

80831

83232

времени жсплуатации изделий конструкционной оптики. Формула изобретения 1. Термостойкое стекло, включаюцее SIOj, AljOa, LajOj, BaO или NtgO отличающееся тем, что, с целью повьппеиия устойчивости к релаксации нйпряжеиий при повышенных температурах, оно допотительио содер жит при следующем соотиошении компонентов, вес.%: SiOj45-50 АЬОз16-24 LajOj25-30 ВаО шш МдО0,5-2,5 ВаОз2-5,5 2. Термостойкое стекло но пЛ, отличающееся тем, что с целью улучшения технологических ствойств, оно дополнительно содер жнт SbjOa в количестве 0,1-3 вес.%. Источники ннфсфмации, нринятые во вннманне при экспертизе 1 / лторское (жидетелвство СССР № 457670, кл. С-03 С 3/04, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 471318, кл. С 03 С 3/10, 1974.